Лазерная арфа на базе Arduino

21:50  15 мая  2016
21:50  15 мая  2016 Источник:   HabraHabr


Какая первая ассоциация при упоминании слова арфа? Деревянная рама, струны, ее звук. А что если представить темное помещение, дым, лазер и электронную музыку? Все кажется непонятным и интригующим.

Теперь представляется несколько лазерных лучей, обхваченных рамой. Но если выйти за пределы данной мысли, можно представить арфу неограниченную рамкой и сделанной лишь на одном лазерном луче.

Смотрите также: Управление Arduino с помощью Excel

Управление Arduino с помощью Excel Добрый день. Вчера на форуме программы FLProg пользователем Rw6cm был выложен очень интересный пост. Я решил, что информация из него может оказаться интересной более широкому кругу людей и переношу его сюда. Авторский текст сохранён без изменений. Пример, как из Excel управлять Arduino и получать данные. Информация может быть полезна сторонникам Excel и знающим основы VBA. Пример реализован в FLProg 1.10.5 на Windows7 — 32 и 64, и MsOffice 2007. Все необходимое для его повтора находится в архиве.

Что есть иллюзия?


К данной идее меня натолкнуло световое шоу французского композитора Жана-Мишель Жарра. Это шоу настолько меня вдохновило, что мне захотелось повторить его у себя дома.



Лазерная арфа впервые была использована на концерте в Китае. Прототип лазерной арфы был разработан французом Бернардом Шайнером в 1979 году. В 1981 году, когда инструмент был впервые представлен публике, он еще был в стадии разработки. С тех пор арфа претерпевала множество изменений.

Французский инженер Филипп Гуерр внес в устройство инструмента и его программное обеспечение радикальные изменения. Его лазерная арфа была сконструирована из лазера и вращающегося зеркала, которое отражало лучи в разных направлениях. Фотоэлектрические датчики определяли, где именно на пути лазерного луча встало препятствие.

Лазерная арфа похожей конструкции использовалась и Жарром. Интеллектуальную часть инструмента составляет микрокомпьютер, использующий программу Laserharp, разработанную Гуерром. Каждый луч может играть разные ноты, когда Жарр дотрагивается к «световым» струнам. Когда он перемещает руки вверх и вниз, тон ноты изменяется. Как только Жарр убирает руку с луча, воспроизведение ноты прекращается.

На данный момент идея дошла даже до цветной арфы, что выглядит, признаемся, впечатляюще. Ребята, если хотите заценить еще много чего интересного, посоветую погуглить Greig Stewart. Парень действительно интересные вещи делает.

Обоснование элементов схемы


Как уже видно из названия статьи в проекте используется Arduino Uno. Так же необходимы:
– датчик для считывания интенсивности отраженной струны. Обычный фоторезистор может сгодиться, чем же ему еще заниматься;
– элемент для настройки системы (удобного регулирования порога освещенности). Первое что приходит на ум это потенциометр;
– мотор с зеркалом для распараллеливания струн. Ну, тут уже надо задуматься и подходить к вопросу осмысленно, ведь от этого выбора будет зависеть очень много;
– лазер, который и будет обеспечивать необходимую функциональность струн арфы;
– MIDI обработчик сигналов, принимающий частоты струн.

Если говорить о последнем пункте, то тут два варианта: либо реализовывать все физически, либо виртуально. Я остановилась на втором варианте.

Для конвертирования сигналов выбрано приложение Hairless-midiserial, а для создания виртуального MIDI порта – loopMIDI. Далее сигнал будет передаваться в FL Studio, которое принимает сигнал для выбранного музыкального инструмента.

Теперь что касается двигателя. Если Вы не имеете ни малейшего понятия куда двигаться в данной теме, как и я, в принципе, ранее, и хотите круто прошариться в данной теме, то существует отличная статья Ридико Леонида Ивановича «Шаговые двигатели». Это лучшее, что можно найти на просторах интернета.

Рассматривая конкретно данный вопрос был соблазн использовать в проекте двигатель Nema 17. Кто не захочет поиграться с таким? Поверьте, осмысление того, как работают такие «малыши» у неподготовленного зрителя может занять не один вечер. По крайней мере, так было у меня. Однако, был выбран униполярный двигатель PM55L-048 плюс драйвер ULN2003. О том, как это подключать, как работает это сочетание можно с легкостью найти, поэтому не буду повторять все по десять раз. Но! Не пытайтесь запустить эту конструкцию на двигателе 28BYJ-48. Вы никогда не разгоните его до нужной скорости. И проблема будет не в Ваших руках, а в том, что он просто не годится для данной цели.

Скажу лишь еще для полного осмысления всего вышеперечисленного, что на макетной плате это все выглядело так:



Возможно кто-нибудь обратил внимание, что на схемах присутствует транзистор, о котором не было сказано. Что ж, он введен по причине включения и выключения лазера.

Принципиальная схема

Сборка


Если рассматривать принцип работы в замедленном действии, то выглядит это все так:
шаговый двигатель делает поворот на соответствующее значение угла, в этот момент включается лазер на доли секунд и происходит опрос фоторезистора. Если значение с фоторезистора больше, чем порог срабатывания струны, то можно считать, что струна прервана и по положению мотора мы знаем какая именно струна. Остается отправить сигнал в виртуальный midi-порт для обработки звука. Если значение фоторезистора не превысило порога, значит существует два варианта: либо струна не была прервана, либо значение порога слишком высокое. Для изменения порога можно покрутить ручку потенциометра, и следующий раз, когда произойдет опрос фоторезистора, его значение будет уже сравниваться с другим значением порога.

Далее лазер выключается и мотор двигается снова на шаг. Опять включается лазер, происходит опрос, принятие решения, выключение лазера и поворот мотора. Когда мотор совершит шагов на один меньше, чем количество струн, что можно задать программно, шаги начнутся в обратную сторону с огромной скоростью без включения лазера. Визуально мы этого не заметим и нам все равно кажется, что мы видим одновременно несколько струн.

Ах, да, лазер. Наши китайские друзья отлично занимаются маркетингом. Удобно ведь написать не саму реальную мощность лазера, а что-то типа максимальная выходная мощность не превосходит такого-то числа. В итоге продавцы, не особо читая данный факт, с уверенностью утверждают, что у Вас будет отличный мощный лазер. Забавно смотреть.

Так как ничего более менее мощного найти не удалось, в расход пошло то, что есть. А есть реально где-то около 5 мВт, которые не могут зажечь даже спичку. В итоге результат не совсем тот, что хотелось. Однако брать установку на несколько Вт как-то уж не хотелось, если ее, конечно, возможно просто так купить. Красиво, но как-то опасно.



Да-да, глядя на фото выше, можно подумать о вытравлении платы. Вроде как второй проект уже. Что ж, скажу, что я думала об этом, но пока не решилась на сей подвиг.

Далее можно посмотреть в какую красивую обертку все было завернуто. Чтобы не заморачиваться в каком же месте разместить один маленький фоторезистор, причем так, чтобы он всегда срабатывал, можно сделать каскад из элементов. Но работает система и при одном удачно расположенном около зеркала фотоэлементе. Все будет зависеть только от порога, который будет выбран. На заметку, лазер лучше отсвечивает от чего-то белого. Я использовала белые перчатки. Дополняет весь образ.



Ну и, конечно, итоговый результат:
на фото лучи хорошо различимы благодаря увлажнителю воздуха (на видео слышен шум советского агрегата): чем больше в воздухе всяких частиц, тем лучше виден лазер. К сожалению, видео не передает всего эффекта. А днем лучей и вовсе не видно.





Ну так что есть иллюзия?


Да, если бы был лазер мощнее, эффект был бы более впечатляющим. Но, что есть, то есть. На мой взгляд, получилось очень даже неплохо.

А иллюзия? Иллюзия всегда создается тандемом: умелые руки и думающая голова.



Ссылка на исходный код.

Автор статьи: Анастасия Ковш
—   Поделится Новостью в Соц. Сетях

смотрите также:

Управление Arduino с помощью Excel

Добрый день. Вчера на форуме программы FLProg пользователем Rw6cm был выложен очень интересный пост. Я решил, что информация из него может оказаться интересной более широкому кругу людей и переношу его сюда. Авторский текст сохранён без изменений. Пример, как из Excel управлять Arduino и получать данные. Информация может быть полезна сторонникам Excel и знающим основы VBA. Пример реализован в FLProg 1.10.5 на Windows7 — 32 и 64, и MsOffice 2007. Все необходимое для его повтора находится в архиве.

4xiDraw: самодельный перьевой плоттер на Arduino

Перьевые и карандашно-перьевые плоттеры некогда были чрезвычайно популярными. С течением времени их производство начало сокращаться. Но использовать такие системы можно в различных сферах, включая кройку и шитье, инженерную сферу, рисование и т.п. Найти на рынке перьевой плоттер можно, но ведь интереснее сделать его самому, правда? И пользователь по имени Мигель Санчес (Miguel Sanchez) решил сделать плоттер самостоятельно. В качестве управляющей платформы он выбрал Arduino Uno.

MediaTek LinkIt Smart 7688 позволит создавать недорогие устройства Интернета вещей

MediaTek Labs, объединяющая под своим крылом огромное число разработчиков со всего мира, представила недорогую компактную платформу LinkIt Smart 7688 с чипсетом MediaTek MT7688AN и LinkIt Smart 7688 Duo, дополнительно оснащённую Arduino-совместимым микроконтроллером. Новые платформы предлагают разработчикам всех уровней - от любителей-энтузиастов до профессионалов в своей области - быстро конструировать разнообразные устройства с доступом к "облачным" сервисам для дома и офиса.

Аппарат для точечной сварки на основе Arduino Nano

В некоторых случаях вместо пайки выгоднее использовать точечную сварку. К примеру, такой способ может пригодится для ремонта аккумуляторных батарей, состоящих из нескольких аккумуляторов. Пайка вызывает чрезмерный нагрев ячеек, что может привести к выходу их из строя. А вот точечная сварка нагревает элементы не так сильно, поскольку действует относительно непродолжительное время. Для оптимизации всего процесса в системе используется Arduino Nano. Это управляющий блок, который позволяет эффективно управлять энергоснабжением установки.

Microsoft требует обновить устройства на Windows Embedded до Windows 10

На этой неделе Microsoft объявила, что компьютеры на базе Windows Embedded должны будут перейти на Windows 10 до июля 2017 года. Речь идёт об устройствах под управлением процессоров Intel Skylake. Напомним, на базе операционных систем линейки Windows Embedded работают машины, которые используются в точках розничных продаж, учреждениях здравоохранения, киосках самообслуживания, кассовых аппаратах и POS-системах. До 17 июля 2017 года устройства на базе Skylake, работающие на базе Windows Embedded 7, 8 и 8.1, будут обеспечиваться поддержкой в соответствии с нашей политикой.

Плата Intel Genuino 101 представлена в России

Компания Intel в рамках Московского международного салона образования представила новую плату для прототипирования Genuino 101, которая стала первым в мире подобным решением на базе модуля Intel Curie. Новинка была разработана совместно с Arduino и предназначена как для образовательных учреждений, так и для технических энтузиастов. На стенде компании были представлены научно-инженерные проекты российских школьников-участников региональных STEM-центров и лаборатории "Илмаринен".

Netflix показал «умные носки», умеющие ставить стриминг на паузу, если хозяин носков заснул

Сервис видеостриминга Netflix опубликовал мануал по изготовлению «умных носков», призванных решать распространённую проблему: во время просмотра видео можно заснуть и не запомнить тот момент, с которого надо начинать просмотр следующий раз. Вся идея заключается в том, чтобы носимый на носках акселерометр фиксировал положение своего владельца, а ИК-передатчик при помощи Arduino мог общаться с телевизором при помощи специальных команд — «стоп» или «пауза».

Для Xiaomi Mi3 и Mi4 вышла стабильная прошивка на базе Android 6.0

Компания Xiaomi выпустила для Mi3 и Mi4 стабильную сборку MIUI V7.2.8 на базе Android 6.0 Marshmallow. На данный момент прошивка доступна только для китайского региона, а это значит, что в ней нет сервисов Google. С финальным выходом обновления разработчики исправили все известные ошибки, поэтому новая сборка отличается стабильностью и подходит для повседневного использования. Установить новую прошивку можно через Recovery или Fastboot. Все необходимые файлы опубликованы на сайте MIUI.

Jide анонсирует собственный планшет и моноблоки на базе Remix OS

В первую очередь компания Jide известна своей операционной системой под названием Remix OS. В операционке есть панель задач, меню запуска приложений, многозадачность и возможность работы в оконном режиме. При этом Jide построена на базе Android. Однако кроме развития операционной системы компания также планирует заняться выпуском устройств под своим брендом. Сегодня компания анонсировала гибридный планшет на базе Remix OS 3.0, два моноблока и объявила о начале сотрудничества с ACER. Вместе с компьютерным гигантом Jide планирует выпустить линейку ноутбуков на базе своей системы.

Комментарии:

comments powered by HyperComments